CN213601207U - 集线扩展电路及集线器 - Google Patents

Abstract

一种集线扩展电路及集线器，与上位机连接，上位机输出第一USB3.1信号，第一USB3.1信号包括第一子USB3.1信号和第二子USB3.1信号；第一USB转换电路将第一子USB3.1信号转换为多个第一USB3.0信号；第一HDMI转换电路，将第二子USB3.1信号转换为第一HDMI信号；由于将第二子USB3.1信号转换为显示信号，故在集线扩展电路中实现了接入显示设备的功能。

Description

集线扩展电路及集线器

技术领域

本申请属于计算机输入输出设备领域，尤其涉及一种集线扩展电路及集线器。

背景技术

传统的集线扩展电路包括第一通用串行总线(Universal Serial Bus，USB) 转换组件和第二USB转换组件；第一USB转换组件将多个第一USB2.0信号转换为第二USB2.0信号；第二USB转换组件当接收第一USB3.0信号时，将所述第二USB2.0信号和所述第一USB3.0信号转换为第二USB3.0信号。

由于传统的集线扩展电路的功能仅限于USB集线器功能，故无法接入显示设备。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种集线扩展电路及集线器，旨在解决传统的集线扩展电路无法接入显示设备的问题。

本申请实施例的提供了一种集线扩展电路，与上位机连接，其特征在于，所述上位机配置为输出第一USB3.1信号，所述第一USB3.1信号包括第一子 USB3.1信号和第二子USB3.1信号；所述集线扩展电路包括：

第一USB转换电路，与所述上位机连接，配置为将所述第一子USB3.1信号转换为第一USB3.0信号；

第一HDMI转换电路，与所述上位机连接，配置为将所述第二子USB3.1信号转换为第一HDMI信号。

在其中一个实施例中，所述第一USB转换电路具体配置为将所述第一子 USB3.1信号转换为第一USB3.0信号和第一USB2.0信号；

所述集线扩展电路还包括：

第二USB转换电路，与所述第一USB转换电路连接，配置为将所述第一 USB2.0信号转换为多个第二USB2.0信号。

在其中一个实施例中，所述第二USB转换电路包括USB2.0集线器控制器、第一共模滤波器以及第一电容；

所述USB2.0集线器控制器的第一下行口正极USB信号端和所述USB2.0集线器控制器的第一下行口负极USB信号端共同构成所述第二USB转换电路的第一个第二USB2.0信号输出端，所述USB2.0集线器控制器的第二下行口正极USB 信号端和所述USB2.0集线器控制器的第二下行口负极USB信号端共同构成所述第二USB转换电路的第二个第二USB2.0信号输出端，所述USB2.0集线器控制器的第三下行口正极USB信号端和所述USB2.0集线器控制器的第三下行口负极 USB信号端共同构成所述第二USB转换电路的第三个第二USB2.0信号输出端，所述USB2.0集线器控制器的上行口正极USB信号端与所述第一共模滤波器的第一输入端连接，所述USB2.0集线器控制器的第上行口负极USB信号端与所述第一共模滤波器的第二输入端连接，所述第一共模滤波器的第一输出端和所述第一共模滤波器的第二输出端共同构成所述第二USB转换电路的第一USB2.0信号输入端，所述USB2.0集线器控制器的电源端和所述第一电容的第一端共接于第一电源，所述USB2.0集线器控制器的接地端和所述第一电容的第二端共接于电源地。

在其中一个实施例中，所述上位机还输出第二USB3.1信号，所述第二 USB3.1信号包括第二USB3.1数据信号；

所述集线扩展电路还包括：

第二HDMI转换电路，与所述上位机连接，配置为将第二USB3.1数据信号转换为第二HDMI信号。

在其中一个实施例中，所述第二HDMI转换电路包括DP转HDMI 2.0视频转换芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；

所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第一正极数据接收端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述DP 转HDMI 2.0视频转换芯片的第一负极数据接收端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0 视频转换芯片的第二正极数据接收端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第二负极数据接收端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第三正极数据接收端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第三负极数据接收端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第四正极数据接收端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第八电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第四负极数据接收端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与所述第九电容的第一端连接，所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端、所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端以及所述第九电容的第二端共同构成所述第二HDMI转换电路的第二 USB3.1数据信号输入端；

所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第一正极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第一负极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第二正极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第二负极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第三正极数据发送端、所述DP转 HDMI 2.0视频转换芯片的第三负极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的正极时钟端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的负极时钟端、所述DP 转HDMI 2.0视频转换芯片的热插拔检测端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的串行数据端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的串行时钟端以及所述DP 转HDMI 2.0视频转换芯片的消费电子控制端共同构成所述第二HDMI转换电路的第二HDMI信号输出端。

在其中一个实施例中，所述第二USB3.1信号还包括第二USB3.1辅助信号，所述第二USB3.1辅助信号携带PD协议信息；所述集线扩展电路还包括：

PD协议控制电路，与所述上位机连接，配置为转发所述上位机发送的所述 PD协议信息至外部电源以使所述外部电源根据所述PD协议信息对所述上位机进行充电。

在其中一个实施例中，所述PD协议控制电路包括PD控制器、第十电容、第十一电容、第十二电容、第九电阻以及第十电阻；

所述PD控制器的第一上行端口配置端、所述PD控制器的第一双角色端口配置端、所述PD控制器的第二双角色端口配置端、所述第十电容的第一端、所述第十一电容的第一端、所述第十二电容的第一端共同构成所述PD协议控制电路的PD协议信息输入端，所述PD控制器的第一边带端、所述PD控制器U3的第二边带端、所述第九电阻的第一端和所述第十电阻的第一端共同构成所述PD 协议控制电路的PD协议信息输出端，所述第十电容的第二端、所述第十一电容的第二端、所述第十二电容的第二端、所述第九电阻的第二端和所述第十电阻的第二端共接于电源地。

在其中一个实施例中，所述第一USB转换电路包括USB3.0集线器控制器；

所述USB3.0集线器控制器的上行口正极USB3.0信号发送数据端、USB3.0 集线器控制芯片的上行口负极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的上行口正极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的上行口负极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的上行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0集线器控制芯片的上行口负极USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第一子USB3.1信号输入端；

USB3.0集线器控制芯片的第一下行口正极USB3.0信号发送数据端、USB3.0 集线器控制芯片的第一下行口负极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的第一下行口正极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第一下行口负极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第一下行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0集线器控制芯片的第一下行口负极 USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第一个第一USB3.0信号输出端；

USB3.0集线器控制芯片的第三下行口正极USB3.0信号发送数据端、USB3.0 集线器控制芯片的第三下行口负极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的第三下行口正极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第三下行口负极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第三下行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0集线器控制芯片的第三下行口负极 USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第二个第一USB3.0信号输出端；

USB3.0集线器控制芯片的第二下行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0 集线器控制芯片的第二下行口负极USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第一USB2.0信号输出端。

在其中一个实施例中，所述第一HDMI转换电路包括USB转HDMI芯片、第十三电容以及第十四电容；

所述USB转HDMI芯片的第一正极数据接收端与所述第十三电容的第一端连接，所述USB转HDMI芯片的第一负极数据接收端与所述第十四电容C14的第一端连接，所述USB转HDMI芯片的第二正极数据接收端、所述USB转HDMI芯片的第二负极数据接收端、所述第十三电容的第二端以及所述第十四电容的第二端共同构成所述第一HDMI转换电路的第二子USB3.1信号输入端，所述USB转 HDMI芯片的第一正极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第一负极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第二正极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第二负极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第三正极数据发送端、所述USB 转HDMI芯片的第三负极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的正极时钟端、所述USB转HDMI芯片的负极时钟端、所述USB转HDMI芯片的热插拔检测端、所述USB转HDMI芯片的串行数据端、所述USB转HDMI芯片的串行时钟端以及所述USB转HDMI芯片的消费电子控制端共同构成所述第一HDMI转换电路的第一 HDMI信号输出端。

本实用新型实施例还提供一种集线器，所述集线器包括

USB接口和上述的集线扩展电路；和

第一USB接口，所述第一USB接口配置为转接所述第一USB3.1信号。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：由于第一USB3.1 信号包括第一子USB3.1信号和第二子USB3.1信号且将第二子USB3.1信号转换为显示信号，故在集线扩展电路中实现了接入显示设备的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术实用新型，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的集线扩展电路的一种结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的集线扩展电路的另一种结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的集线扩展电路的另一种结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的集线扩展电路的另一种结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的集线扩展电路的一种示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请较佳实施例提供的集线扩展电路的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述集线扩展电路与上位机10连接，上位机10配置为输出第一USB3.1 信号，第一USB3.1信号包括第一子USB3.1信号和第二子USB3.1信号；集线扩展电路包括第一USB转换电路11和第一HDMI转换电路12。

第一USB转换电路11，与上位机10连接，配置为将第一子USB3.1信号转换为第一USB3.0信号。

第一高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI) 转换电路12，与上位机10连接，配置为将第二子USB3.1信号转换为第一HDMI 信号。

具体的，第一USB3.0信号可以为一个或多个，上述集线扩展电路还可以包括一个或多个第二USB接口。其中，一个或多个第二USB接口，与第一USB转换电路11连接，配置为转接一个或多个第一USB3.0信号。

具体实施中，第一USB转换电路11可以具体配置为将第一子USB3.1信号转换为第一USB3.0信号和第一USB2.0信号；如图2所示，集线扩展电路还包括第二USB转换电路13。

第二USB转换电路13，与第一USB转换电路11连接，配置为将第一USB2.0 信号转换为多个第二USB2.0信号。

通过第二USB转换电路13实现了多个第一USB2.0信号的分解，使得集线扩展电路可以输出多个USB2.0信号，丰富了集线扩展电路的使用功能。

作为示例而非限定，上位机10还输出第二USB3.1信号，第二USB3.1信号包括第二USB3.1数据信号；如图3所示，集线扩展电路还包括第二HDMI转换电路14。

第二HDMI转换电路14，与上位机10连接，配置为将第二USB3.1数据信号转换为第二HDMI信号。

通过第二HDMI转换电路14实现了多通道视频信号转换功能，从而使集线扩展电路可以接入多个显示设备。

第二USB3.1信号还包括第二USB3.1辅助信号，第二USB3.1辅助信号携带功率传输协议(Power Delivery，PD)信息；如图4所示，集线扩展电路还包括PD协议控制电路15。

PD协议控制电路15，与上位机10连接，配置为转发上位机10发送的PD 协议信息至外部电源以使外部电源根据PD协议信息对上位机10进行充电。

通过PD协议控制电路15，实现了外部电源根据PD协议信息对上位机10 进行充电，丰富了集线扩展电路的使用功能。

图5示出了本实用新型实施例提供的集线扩展电路的一种示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

第二USB转换电路13包括USB2.0集线器控制器U1、第一共模滤波器L2 以及第一电容C1。

USB2.0集线器控制器U1的第一下行口正极USB信号端DP1和USB2.0集线器控制器U1的第一下行口负极USB信号端DM1共同构成第二USB转换电路13 的第一个第二USB2.0信号输出端，USB2.0集线器控制器U1的第二下行口正极 USB信号端DP2和USB2.0集线器控制器U1的第二下行口负极USB信号端DM2 共同构成第二USB转换电路13的第二个第二USB2.0信号输出端，USB2.0集线器控制器U1的第三下行口正极USB信号端DP3和USB2.0集线器控制器U1的第三下行口负极USB信号端DM3共同构成第二USB转换电路13的第三个第二 USB2.0信号输出端，USB2.0集线器控制器U1的上行口正极USB信号端DPU与第一共模滤波器L1的第一输入端连接，USB2.0集线器控制器U1的第上行口负极USB信号端DMU与第一共模滤波器L1的第二输入端连接，第一共模滤波器 L1的第一输出端和第一共模滤波器L1的第二输出端共同构成第二USB转换电路13的第一USB2.0信号输入端，USB2.0集线器控制器U1的电源端VDD和第一电容C1的第一端共接于第一电源VAA，USB2.0集线器控制器U1的接地端GND 和第一电容C1的第二端共接于电源地。

通过USB2.0集线器控制器U1实现第二USB转换电路13，该USB2.0集线器控制器U1具有集成度高，外围电路简单可靠的优点。

第二HDMI转换电路14包括DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8；

DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第一正极数据接收端RX0P与第一电阻 R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第二电容C2的第一端连接，DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第一负极数据接收端RX0N与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第三电容C3的第一端连接，DP转HDMI 2.0 视频转换芯片U2的第二正极数据接收端RX1P与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与第四电容C4的第一端连接，DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第二负极数据接收端RX1N与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4 的第二端与第五电容C5的第一端连接，DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第三正极数据接收端RX2P与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第六电容C6的第一端连接，DP转HDMI2.0视频转换芯片U2的第三负极数据接收端RX2N与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第七电容 C7的第一端连接，DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第四正极数据接收端RX3P 与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端与第八电容C8的第一端连接，DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第四负极数据接收端RX3N与第八电阻 R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端与第九电容C9的第一端连接，第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、第五电容C5 的第二端、第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端以及第九电容C9的第二端共同构成第二HDMI转换电路14的第二USB3.1数据信号输入端。

DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第一正极数据发送端TX0P、DP转HDMI 2.0 视频转换芯片U2的第一负极数据发送端TX0M、DP转HDMI 2.0视频转换芯片 U2的第二正极数据发送端TX1P、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第二负极数据发送端TX1M、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第三正极数据发送端TX2P、 DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第三负极数据发送端TX2M、DP转HDMI 2.0 视频转换芯片U2的正极时钟端TXCP、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的负极时钟端TXCM、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的热插拔检测端HDMI_HPD、DP 转HDMI 2.0视频转换芯片U2的串行数据端DDCSDA、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的串行时钟端DDCSCL以及DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的消费电子控制端CEC共同构成第二HDMI转换电路14的第二HDMI信号输出端。

通过DP转HDMI 2.0视频转换芯片实现了USB信号转换为HDMI信号的功能， DP转HDMI 2.0视频转换芯片的信号输入端的阻容串联的网络具有滤波和限流的作用，从而提高了信号的精确性。

PD协议控制电路15包括PD控制器U3、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第九电阻R9以及第十电阻R10。

PD控制器U3的第一上行端口配置端CC1U、PD控制器U3的第一双角色端口配置端CC1D、PD控制器U3的第二双角色端口配置端CC2D、第十电容C10的第一端、第十一电容C11的第一端、第十二电容C12的第一端共同构成PD协议控制电路15的PD协议信息输入端，

PD控制器U3的第一边带端SBU1、PD控制器U3的第二边带端SBU2、第九电阻R9的第一端和第十电阻R10的第一端共同构成PD协议控制电路15的PD 协议信息输出端，第十电容C10的第二端、第十一电容C11的第二端、第十二电容C12的第二端、第九电阻R9的第二端和第十电阻R10的第二端共接于电源地。

通过PD控制器U3实现PD协议控制电路15，实现了外部电源和上位机10 的充电协议沟通的功能，从而提高了充电的可靠性。

第一USB转换电路11包括USB3.0集线器控制器U4。

USB3.0集线器控制器U4的上行口正极USB3.0信号发送数据端SSTX0+、 USB3.0集线器控制芯片U4的上行口负极USB3.0信号发送数据端SSTX0-、 USB3.0集线器控制芯片U4的上行口正极USB3.0信号接收数据端SSRX0+、 USB3.0集线器控制芯片U4的上行口负极USB3.0信号接收数据端SSRX0-、 USB3.0集线器控制芯片U4的上行口正极USB2.0信号数据端HSD0+以及USB3.0 集线器控制芯片U4的上行口负极USB2.0信号数据端HSD0-共同构成第一USB 转换电路11的第一子USB3.1信号输入端。

USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口正极USB3.0信号发送数据端SSTX1+、USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口负极USB3.0信号发送数据端 SSTX1-、USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口正极USB3.0信号接收数据端 SSRX1+、USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口负极USB3.0信号接收数据端 SSRX1-、USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口正极USB2.0信号数据端HSD1+ 以及USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口负极USB2.0信号数据端HSD1-共同构成第一USB转换电路11的第一个第一USB3.0信号输出端。

USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口正极USB3.0信号发送数据端 SSTX3+、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口负极USB3.0信号发送数据端 SSTX3-、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口正极USB3.0信号接收数据端 SSRX3+、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口负极USB3.0信号接收数据端 SSRX3-、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口正极USB2.0信号数据端HSD3+ 以及USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口负极USB2.0信号数据端HSD3-共同构成第一USB转换电路11的第二个第一USB3.0信号输出端。

USB3.0集线器控制芯片U4的第二下行口正极USB2.0信号数据端HSD2+以及USB3.0集线器控制芯片U4的第二下行口负极USB2.0信号数据端HSD2-共同构成第一USB转换电路11的第一USB2.0信号输出端。

通过USB3.0集线器控制芯片实现第一USB转换电路11，由于USB3.0集线器控制芯片具有多个下行口，故可以实现多个USB2.0信号和多个下行的USB3.0 信号至一个上行的USB3.0信号的转换，增强了集线转换电路的扩展能力。

第一HDMI转换电路12包括USB转HDMI芯片U5、第十三电容C13以及第十四电容C14；

USB转HDMI芯片U5的第一正极数据接收端LANE0_P与第十三电容C13的第一端连接，USB转HDMI芯片U5的第一负极数据接收端LANE0_N与第十四电容C14的第一端连接，USB转HDMI芯片U5的第二正极数据接收端LANE1_P、USB 转HDMI芯片U5的第二负极数据接收端LANE1_N、第十三电容C13的第二端以及第十四电容C14的第二端共同构成第一HDMI转换电路12的第二子USB3.1 信号输入端，USB转HDMI芯片U5的第一正极数据发送端HDMI_D0P、USB转HDMI 芯片U5的第一负极数据发送端HDMI_D0N、USB转HDMI芯片U5的第二正极数据发送端HDMI_D1P、USB转HDMI芯片U5的第二负极数据发送端HDMI_D1N、USB 转HDMI芯片U5的第三正极数据发送端HDMI_D2P、USB转HDMI芯片U5的第三负极数据发送端HDMI_D2N、USB转HDMI芯片U5的正极时钟端HDMI_CKP、USB 转HDMI芯片U5的负极时钟端HDMI_CKN、USB转HDMI芯片U5的热插拔检测端 HDMI_HPD、USB转HDMI芯片U5的串行数据端HDMI_DDC_SDA、USB转HDMI芯片U5的串行时钟端HDMI_DDC_SCL以及USB转HDMI芯片U5的消费电子控制端 HDMI_CEC共同构成第一HDMI转换电路12的第一HDMI信号输出端。

通过USB转HDMI芯片U5实现了USB信号转换为HDMI信号的功能，USB转 HDMI芯片U5的信号输入端的电容具有滤波的作用，从而提高了信号的精确性。

以下结合工作原理对图5所示的作进一步说明：

上位机10配置为输出第一US13B3.1信号，第一USB3.1信号包括第一子 USB3.1信号和第二子USB3.1信号。

其中，第一子USB3.1信号发送至USB3.0集线器控制器U4的上行口正极 USB3.0信号发送数据端SSTX0+、USB3.0集线器控制芯片U4的上行口负极 USB3.0信号发送数据端SSTX0-、USB3.0集线器控制芯片U4的上行口正极 USB3.0信号接收数据端SSRX0+、USB3.0集线器控制芯片U4的上行口负极 USB3.0信号接收数据端SSRX0-、USB3.0集线器控制芯片U4的上行口正极 USB2.0信号数据端HSD0+以及USB3.0集线器控制芯片U4的上行口负极USB2.0 信号数据端HSD0-；USB3.0集线器控制芯片U4将第一子USB3.1信号转换为多个第一USB3.0信号和第一USB2.0信号。其中，第一USB3.0信号从USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口正极USB3.0信号发送数据端SSTX1+、USB3.0 集线器控制芯片U4的第一下行口负极USB3.0信号发送数据端SSTX1-、USB3.0 集线器控制芯片U4的第一下行口正极USB3.0信号接收数据端SSRX1+、USB3.0 集线器控制芯片U4的第一下行口负极USB3.0信号接收数据端SSRX1-、USB3.0 集线器控制芯片U4的第一下行口正极USB2.0信号数据端HSD1+以及USB3.0集线器控制芯片U4的第一下行口负极USB2.0信号数据端HSD1-输出。

第二个第一USB3.0信号从USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口正极 USB3.0信号发送数据端SSTX3+、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口负极 USB3.0信号发送数据端SSTX3-、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口正极 USB3.0信号接收数据端SSRX3+、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口负极 USB3.0信号接收数据端SSRX3-、USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口正极 USB2.0信号数据端HSD3+以及USB3.0集线器控制芯片U4的第三下行口负极 USB2.0信号数据端HSD3-输出。

第一USB2.0信号从USB3.0集线器控制芯片U4的第二下行口正极USB2.0 信号数据端HSD2+以及USB3.0集线器控制芯片U4的第二下行口负极USB2.0信号数据端HSD2-输出至USB2.0集线器控制器U1的上行口正极USB信号端DPU 和USB2.0集线器控制器U1的第上行口负极USB信号端DMU；USB2.0集线器控制器U1将第一USB2.0信号转换为多个第二USB2.0信号，并从USB2.0集线器控制器U1的第一下行口正极USB信号端DP1、USB2.0集线器控制器U1的第一下行口负极USB信号端DM1、USB2.0集线器控制器U1的第二下行口正极USB 信号端DP2、USB2.0集线器控制器U1的第二下行口负极USB信号端DM2、USB2.0 集线器控制器U1的第三下行口正极USB信号端DP3和USB2.0集线器控制器U1 的第三下行口负极USB信号端DM3输出。

第二子USB3.1信号发送至USB转HDMI芯片U5的第一正极数据接收端 LANE0_P、USB转HDMI芯片U5的第一负极数据接收端LANE0_N、USB转HDMI芯片U5的第二正极数据接收端LANE1_P以及USB转HDMI芯片U5的第二负极数据接收端LANE1_N；USB转HDMI芯片U5将第二子USB3.1信号转换为第一HDMI 信号，并从第一HDMI转换电路12的第一HDMI信号输出端输出。

同时，上位机10还输出第二USB3.1信号，第二USB3.1信号包括第二USB3.1 数据信号和第二USB3.1辅助信号。

第二USB3.1数据信号发送至DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第一正极数据接收端RX0P、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第一负极数据接收端RX0N、 DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第二正极数据接收端RX1P、DP转HDMI 2.0 视频转换芯片U2的第二负极数据接收端RX1N、DP转HDMI 2.0视频转换芯片 U2的第三正极数据接收端RX2P、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第三负极数据接收端RX2N、DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第四正极数据接收端RX3P 以及DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2的第四负极数据接收端RX3N；DP转HDMI 2.0视频转换芯片U2将第二USB3.1数据信号转换为第二HDMI信号，并从第二 HDMI转换电路14的第二HDMI信号输出端输出。

第二USB3.1辅助信号携带PD协议信息，第二USB3.1辅助信号发送至PD 控制器U3的第一上行端口配置端CC1U、PD控制器U3的第一双角色端口配置端 CC1D以及PD控制器U3的第二双角色端口配置端CC2D；PD控制器U3转发上位机10发送的PD协议信息至外部电源以使外部电源根据PD协议信息对上位机 10进行充电；其中PD协议信息通过PD控制器U3的第一边带端SBU1和PD控制器U3的第二边带端SBU2发送至外部电源。

本实用新型实施例还提供一种集线器，集线器包括第一USB接口和如上述的集线扩展电路；第一USB接口配置为转接第一USB3.1信号。

本实用新型实施例通过与上位机连接，上位机输出第一USB3.1信号，第一 USB3.1信号包括第一子USB3.1信号和第二子USB3.1信号；第一USB转换电路将第一子USB3.1信号转换为多个第一USB3.0信号；第一HDMI转换电路，将第二子USB3.1信号转换为第一HDMI信号；由于将第二子USB3.1信号转换为显示信号，故在集线扩展电路中实现了接入显示设备的功能。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集线扩展电路，与上位机连接，其特征在于，所述上位机配置为输出第一USB3.1信号，所述第一USB3.1信号包括第一子USB3.1信号和第二子USB3.1信号；所述集线扩展电路包括：

第一USB转换电路，与所述上位机连接，配置为将所述第一子USB3.1信号转换为第一USB3.0信号；

第一HDMI转换电路，与所述上位机连接，配置为将所述第二子USB3.1信号转换为第一HDMI信号。

2.如权利要求1所述的集线扩展电路，其特征在于，所述第一USB转换电路具体配置为将所述第一子USB3.1信号转换为第一USB3.0信号和第一USB2.0信号；

所述集线扩展电路还包括：

第二USB转换电路，与所述第一USB转换电路连接，配置为将所述第一USB2.0信号转换为多个第二USB2.0信号。

3.如权利要求2所述的集线扩展电路，其特征在于，所述第二USB转换电路包括USB2.0集线器控制器、第一共模滤波器以及第一电容；

所述USB2.0集线器控制器的第一下行口正极USB信号端和所述USB2.0集线器控制器的第一下行口负极USB信号端共同构成所述第二USB转换电路的第一个第二USB2.0信号输出端，所述USB2.0集线器控制器的第二下行口正极USB信号端和所述USB2.0集线器控制器的第二下行口负极USB信号端共同构成所述第二USB转换电路的第二个第二USB2.0信号输出端，所述USB2.0集线器控制器的第三下行口正极USB信号端和所述USB2.0集线器控制器的第三下行口负极USB信号端共同构成所述第二USB转换电路的第三个第二USB2.0信号输出端，所述USB2.0集线器控制器的上行口正极USB信号端与所述第一共模滤波器的第一输入端连接，所述USB2.0集线器控制器的第上行口负极USB信号端与所述第一共模滤波器的第二输入端连接，所述第一共模滤波器的第一输出端和所述第一共模滤波器的第二输出端共同构成所述第二USB转换电路的第一USB2.0信号输入端，所述USB2.0集线器控制器的电源端和所述第一电容的第一端共接于第一电源，所述USB2.0集线器控制器的接地端和所述第一电容的第二端共接于电源地。

4.如权利要求1所述的集线扩展电路，其特征在于，所述上位机还输出第二USB3.1信号，所述第二USB3.1信号包括第二USB3.1数据信号；

所述集线扩展电路还包括：

第二HDMI转换电路，与所述上位机连接，配置为将第二USB3.1数据信号转换为第二HDMI信号。

5.如权利要求4所述的集线扩展电路，其特征在于，所述第二HDMI转换电路包括DP转HDMI 2.0视频转换芯片、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；

所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第一正极数据接收端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第一负极数据接收端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第二正极数据接收端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述DP转HDMI2.0视频转换芯片的第二负极数据接收端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第三正极数据接收端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第三负极数据接收端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第四正极数据接收端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第八电容的第一端连接，所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第四负极数据接收端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与所述第九电容的第一端连接，所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端、所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端以及所述第九电容的第二端共同构成所述第二HDMI转换电路的第二USB3.1数据信号输入端；

所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第一正极数据发送端、所述DP转HDMI2.0视频转换芯片的第一负极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第二正极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第二负极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第三正极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的第三负极数据发送端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的正极时钟端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的负极时钟端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的热插拔检测端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的串行数据端、所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的串行时钟端以及所述DP转HDMI 2.0视频转换芯片的消费电子控制端共同构成所述第二HDMI转换电路的第二HDMI信号输出端。

6.如权利要求4所述的集线扩展电路，其特征在于，所述第二USB3.1信号还包括第二USB3.1辅助信号，所述第二USB3.1辅助信号携带PD协议信息；所述集线扩展电路还包括：

PD协议控制电路，与所述上位机连接，配置为转发所述上位机发送的所述PD协议信息至外部电源以使所述外部电源根据所述PD协议信息对所述上位机进行充电。

7.如权利要求6所述的集线扩展电路，其特征在于，所述PD协议控制电路包括PD控制器、第十电容、第十一电容、第十二电容、第九电阻以及第十电阻；

所述PD控制器的第一上行端口配置端、所述PD控制器的第一双角色端口配置端、所述PD控制器的第二双角色端口配置端、所述第十电容的第一端、所述第十一电容的第一端、所述第十二电容的第一端共同构成所述PD协议控制电路的PD协议信息输入端，所述PD控制器的第一边带端、所述PD控制器U3的第二边带端、所述第九电阻的第一端和所述第十电阻的第一端共同构成所述PD协议控制电路的PD协议信息输出端，所述第十电容的第二端、所述第十一电容的第二端、所述第十二电容的第二端、所述第九电阻的第二端和所述第十电阻的第二端共接于电源地。

8.如权利要求1所述的集线扩展电路，其特征在于，所述第一USB转换电路包括USB3.0集线器控制器；

所述USB3.0集线器控制器的上行口正极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的上行口负极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的上行口正极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的上行口负极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的上行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0集线器控制芯片的上行口负极USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第一子USB3.1信号输入端；

USB3.0集线器控制芯片的第一下行口正极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的第一下行口负极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的第一下行口正极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第一下行口负极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第一下行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0集线器控制芯片的第一下行口负极USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第一个第一USB3.0信号输出端；

USB3.0集线器控制芯片的第三下行口正极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的第三下行口负极USB3.0信号发送数据端、USB3.0集线器控制芯片的第三下行口正极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第三下行口负极USB3.0信号接收数据端、USB3.0集线器控制芯片的第三下行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0集线器控制芯片的第三下行口负极USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第二个第一USB3.0信号输出端；

USB3.0集线器控制芯片的第二下行口正极USB2.0信号数据端以及USB3.0集线器控制芯片的第二下行口负极USB2.0信号数据端共同构成第一USB转换电路的第一USB2.0信号输出端。

9.如权利要求1所述的集线扩展电路，其特征在于，所述第一HDMI转换电路包括USB转HDMI芯片、第十三电容以及第十四电容；

所述USB转HDMI芯片的第一正极数据接收端与所述第十三电容的第一端连接，所述USB转HDMI芯片的第一负极数据接收端与所述第十四电容C14的第一端连接，所述USB转HDMI芯片的第二正极数据接收端、所述USB转HDMI芯片的第二负极数据接收端、所述第十三电容的第二端以及所述第十四电容的第二端共同构成所述第一HDMI转换电路的第二子USB3.1信号输入端，所述USB转HDMI芯片的第一正极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第一负极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第二正极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第二负极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第三正极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的第三负极数据发送端、所述USB转HDMI芯片的正极时钟端、所述USB转HDMI芯片的负极时钟端、所述USB转HDMI芯片的热插拔检测端、所述USB转HDMI芯片的串行数据端、所述USB转HDMI芯片的串行时钟端以及所述USB转HDMI芯片的消费电子控制端共同构成所述第一HDMI转换电路的第一HDMI信号输出端。

10.一种集线器，其特征在于，所述集线器包括：

如权利要求1至9任意一项所述的集线扩展电路；和

第一USB接口，所述第一USB接口配置为转接所述第一USB3.1信号。

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